리튬 이온 배터리의 PACK 방전 용량에 영향을 미치는 요인

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리튬이온 배터리 PACK은 Cell의 Screening, Grouping, Grouping, 조립을 거쳐 전기적 성능시험을 하여 용량 및 압력차의 적합 여부를 판단하는 중요한 제품입니다.

배터리 직렬 병렬 단량체는 배터리 팩에서 특별한 고려 사항 사이의 일관성입니다. 내부 저항과 같은 충전 상태, 재생 및 릴리스를 위한 자체 방전 일관성, 나쁜 일관성이 심각한 영향을 미칠 수 있는 경우 배터리 cpacity 전체 배터리 성능, 충전 또는 방전의 원인조차도 안전한 숨겨진 문제를 유발합니다.좋은 조성 방법은 단량체의 일관성을 향상시키는 효과적인 방법입니다.

리튬 이온 배터리는 주변 온도의 제약을 받으며 너무 높거나 낮은 온도는 배터리 용량에 영향을 미칩니다.배터리가 고온에서 장시간 작동하면 배터리의 수명에 영향을 줄 수 있습니다.온도가 너무 낮으면 용량 재생이 어렵습니다.방전율은 배터리의 고전류 충전 및 방전 용량을 반영합니다.방전율이 너무 작으면 충방전 속도가 느려져 시험 효율에 영향을 미친다.비율이 너무 크면 배터리의 분극 효과와 열 효과로 인해 용량이 줄어들기 때문에 적절한 충방전 비율을 선택해야 합니다.

1. 구성의 일관성

좋은 배열은 전지의 활용률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 전지의 일관성을 제어할 수 있으며, 이는 전지 팩의 양호한 방전 용량 및 사이클 안정성을 달성하는 기초가 됩니다.그러나 배터리 용량이 좋지 ​​않은 경우 AC 임피던스의 분산 정도가 심화되어 배터리 팩의 사이클 성능과 가용 용량이 약화됩니다.배터리의 특성 벡터를 기반으로 한 배터리 구성 방법을 제안합니다.이 특성 벡터는 단일 배터리와 표준 배터리의 충방전 전압 데이터 간의 유사성을 반영합니다.배터리의 충방전 곡선이 표준 곡선에 가까울수록 유사도가 높고 상관 계수가 1에 가깝습니다. 이 방법은 주로 단량체 전압의 상관 계수를 기반으로 하며 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.이 접근 방식의 어려움은 표준 배터리 기능 벡터를 제공하는 것입니다.생산 수준의 제약으로 인해 각 배치에서 생산되는 세포 간에는 차이가 있을 수 밖에 없고, 각 배치에 적합한 특징 벡터를 얻기가 매우 어렵습니다.

정량적 분석은 단일 세포 간의 차이 평가 방법을 분석하는 데 사용되었습니다.먼저 배터리 성능에 영향을 미치는 핵심 포인트를 수학적 방법으로 추출한 후, 배터리 성능의 종합적인 평가와 비교를 실현하기 위해 수학적 추상화를 수행하였다.배터리 성능에 대한 정성적 분석을 정량적 분석으로 전환하여 배터리 성능을 최적으로 할당하기 위한 실용적이고 간단한 방법을 제시하였다.포괄적인 성능 평가 시스템의 셀 선택 세트를 기반으로 제안되며 주관적인 Delphi 등급의 회색 상관도 및 객관적인 측정이 될 것이며 배터리 다중 매개 변수 회색 상관 모델이 수립되고 단일 지표의 편향성을 평가 기준으로 극복하고 구현합니다. 전원형 전원 리튬 이온 배터리의 성능 평가, 평가 결과에서 얻은 상관도는 이후 배터리 선택 및 할당에 대한 신뢰할 수 있는 이론적 근거를 제공합니다.

그룹 방식의 중요한 동적 특성은 배터리 충전 및 방전 곡선에 따라 그룹과 함께 기능을 달성하며, 구체적인 구현 단계는 거리 사이의 모든 곡선에 따라 먼저 곡선에서 특징점을 추출하여 특징 벡터를 형성하는 것입니다. 곡선의 분류를 실현하기 위해 적절한 알고리즘을 선택하고 그룹 프로세스의 배터리를 완료하여 지표 세트에 대한 기능 벡터 사이.이 방법은 작동 중인 배터리의 성능 변화를 고려합니다.이를 기반으로 다른 적절한 매개변수를 선택하여 배터리 구성을 수행하고 상대적으로 일관된 성능을 가진 배터리를 분류할 수 있습니다.

2. 충전 방법

적절한 충전 시스템은 배터리의 방전 용량에 중요한 영향을 미칩니다.충전 깊이가 낮으면 그에 따라 방전 용량이 감소합니다.충전 깊이가 너무 낮으면 배터리의 화학 활성 물질이 영향을 받아 돌이킬 수 없는 손상이 발생하여 배터리 용량과 수명이 단축됩니다.따라서 충전 효율과 안전성 및 안정성을 최적화하면서 충전 용량을 달성할 수 있도록 적절한 충전 속도, 상한 전압 및 정전압 차단 전류를 선택해야 합니다.현재 전원 리튬 이온 배터리는 대부분 정전류 - 정전압 충전 모드를 채택합니다.서로 다른 충전 전류와 서로 다른 차단 전압에서 리튬 인산철 시스템과 삼원 시스템 배터리의 정전류 및 정전압 충전 결과를 분석하여 다음을 알 수 있습니다.:(1) 충전 차단 전압이 정시에 충전 전류가 증가하고 정전류 비율이 감소하고 충전 시간이 감소하지만 에너지 소비가 증가합니다.(2) 충전 전류가 정시에 충전 차단 전압이 감소함에 따라 정전류 충전 비율이 감소하고 충전 용량과 에너지가 모두 감소합니다.배터리 용량을 보장하기 위해 리튬 인산철 배터리의 충전 차단 전압은 3.4V보다 낮아서는 안됩니다.충전 시간과 에너지 손실의 균형을 맞추기 위해 적절한 충전 전류와 차단 시간을 선택하십시오.

각 단량체의 SOC 일관성은 배터리 팩의 방전 용량을 크게 결정하며 균형 충전은 각 단량체 방전의 초기 SOC 플랫폼의 유사성을 실현할 가능성을 제공하여 방전 용량 및 방전 효율(방전 용량/구성 용량)을 향상시킬 수 있습니다. ).충전 시 밸런싱 모드는 충전 과정에서 전원 리튬 이온 배터리의 밸런싱을 나타냅니다.일반적으로 배터리 팩의 전압이 설정 전압에 도달하거나 높을 때 균형을 시작하고 충전 전류를 줄여 과충전을 방지합니다.

배터리 팩의 개별 셀의 다양한 상태에 따라 배터리 팩의 빠른 충전을 실현하고 충전을 미세 조정하여 배터리 팩의 사이클 수명에 대한 일관성 없는 개별 셀의 영향을 제거하기 위해 균형 잡힌 충전 제어 전략이 제안되었습니다. 배터리 팩의 균형 충전 제어 회로 모델을 통해 개별 셀의 전류.구체적으로, 리튬 이온 배터리 팩의 전체 에너지는 신호를 전환하여 개별 배터리에 보충되거나 개별 배터리의 에너지를 전체 배터리 팩으로 변환할 수 있습니다.배터리 스트링 충전 중에 밸런싱 모듈은 각 배터리의 전압을 확인합니다.전압이 특정 값에 도달하면 밸런싱 모듈이 작동하기 시작합니다.단일 배터리의 충전 전류는 충전 전압을 줄이기 위해 분류되고 에너지는 변환을 위해 모듈을 통해 충전 버스로 피드백되어 균형의 목적을 달성합니다.

어떤 사람들은 변동 충전 균등화 솔루션을 제시합니다.이 방법의 균등화 아이디어는 낮은 에너지를 가진 단일 셀에 추가 에너지만 공급하여 높은 에너지를 가진 단일 셀의 에너지를 빼내는 과정을 방지하여 균등화 회로의 토폴로지를 크게 단순화한다는 것입니다.즉, 좋은 균형 효과를 얻기 위해 서로 다른 에너지 상태로 개별 배터리를 충전하는 데 서로 다른 충전 속도가 사용됩니다.

3. 방전율

방전율은 전원형 리튬이온 배터리에서 매우 중요한 지표입니다.배터리의 큰 방전율은 양극 및 음극 재료 및 전해질에 대한 테스트입니다.인산철리튬은 구조가 안정하고 충방전 시 변형률이 작으며 대전류 방전의 기본 조건을 가지고 있지만, 인산철리튬의 전도도가 좋지 않은 것이 불리한 요인이다.전해질 내 리튬 이온의 확산 속도는 전지의 방전 속도에 영향을 미치는 중요한 요소이며, 전지 내 이온의 확산은 전지의 구조 및 전해질 농도와 밀접한 관련이 있습니다.

따라서 방전 속도가 다르면 배터리의 방전 시간과 방전 ​​전압 플랫폼이 달라져 특히 병렬 배터리의 경우 방전 용량이 달라집니다.따라서 적절한 방전율을 선택해야 합니다.배터리의 가용 용량은 방전 전류가 증가함에 따라 감소합니다.

Jiang Cuina 등은 인산철 리튬 이온 배터리 단량체의 방전 속도를 연구하여 용량을 방전할 수 있으며, 동일한 유형의 초기 일관성이 더 나은 단량체 배터리 세트의 영향은 1c 전류 충전에서 3.8V로, 다음으로 각각 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 3 c 방전율은 2.5V로, 전압과 방전 전력 곡선 사이의 관계를 기록합니다(그림 1 참조). 실험 결과는 1과 2C의 방출 용량이 97.8% 및 96.5임을 보여줍니다. C/3의 방출 용량의 % 및 방출 에너지는 C/3의 방출 에너지의 각각 97.2% 및 94.3%입니다.방전 전류가 증가함에 따라 리튬 이온 배터리의 방출 용량과 방출 에너지가 크게 감소함을 알 수 있습니다.

리튬 이온 배터리의 방전에서는 일반적으로 국가 표준 1C가 선택되며 최대 방전 전류는 일반적으로 2 ~ 3C로 제한됩니다.높은 전류로 방전할 때 큰 온도 상승과 에너지 손실이 발생합니다.따라서 배터리 스트링의 온도를 실시간으로 모니터링하여 배터리 손상을 방지하고 배터리 수명을 단축하십시오.

4. 온도 조건

온도는 전극 물질의 활성과 배터리의 전해질 성능에 중요한 영향을 미칩니다.배터리 용량은 고온 또는 저온의 영향을 크게 받습니다.

저온에서는 배터리의 활동이 크게 감소하고 리튬을 내장 및 방출하는 능력이 감소하고 배터리의 내부 저항과 분극 전압이 증가하고 실제 사용 가능한 용량이 감소하고 배터리의 방전 용량이 감소합니다. 방전 플랫폼이 낮고 배터리가 방전 차단 전압에 도달하기가 더 쉬우며 이는 배터리 사용 가능 용량이 감소하고 배터리 에너지 활용 효율이 감소함에 따라 나타납니다.

온도가 상승함에 따라 리튬 이온이 출현하여 양극과 음극 사이에 끼어 활성화되어 배터리의 내부 저항이 감소하고 그립 시간이 길어지므로 외부 회로의 전자 밴드 움직임이 증가하고 용량이 더 효과적입니다.그러나 배터리가 고온에서 장시간 작동하면 양극 격자 구조의 안정성이 나빠지고 배터리의 안전성이 저하되며 배터리 수명이 크게 단축됩니다.

Zhe Li et al.배터리의 실제 방전 용량에 대한 온도의 영향을 연구하고 서로 다른 온도에서 표준 방전 용량(25℃에서 1C 방전)에 대한 배터리의 실제 방전 용량의 비율을 기록했습니다.온도에 따른 배터리 용량 변화를 맞추면 다음을 얻을 수 있습니다. 여기서 C는 배터리 용량입니다.T는 온도이고;R2는 피팅의 상관 계수입니다.실험 결과 배터리 용량은 저온에서는 급격히 감소하지만 실온에서는 온도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났습니다.-40℃에서 배터리 용량은 공칭 값의 3분의 1에 불과하지만 0℃에서 60℃까지 배터리 용량은 공칭 용량의 80%에서 100%로 증가합니다.

분석 결과 저온에서 옴 저항의 변화율이 고온에서보다 크게 나타났으며, 이는 저온이 배터리의 활동에 상당한 영향을 미치므로 배터리에 영향을 미치므로 방출될 수 있음을 나타냅니다.온도가 증가함에 따라 충방전 과정의 오믹 저항과 분극 저항이 감소합니다.그러나 더 높은 온도에서는 배터리의 화학 반응 균형과 재료 안정성이 파괴되어 가능한 부반응이 발생하여 배터리의 용량과 내부 저항에 영향을 미치고 결과적으로 사이클 수명이 단축되고 안전성이 저하됩니다.

따라서 고온과 저온 모두 리튬 인산철 배터리의 성능과 수명에 영향을 미칩니다.실제 작업 과정에서 배터리가 적절한 온도 조건에서 작동하도록 배터리 열 관리와 같은 새로운 방법을 채택해야 합니다.배터리 PACK 테스트 링크에는 25℃의 항온 테스트 룸을 구축할 수 있습니다.

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게시 시간: 2022년 2월 21일